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研究概要

四肢形態形成のin vitro再構築

私は、四肢の発生、再生、進化に興味を持って研究してきました。ヒトの四肢には、他の多くの四肢動物と同様、基部側(上腕骨、大腿骨)に骨が1つ、真ん中に2つ(尺骨・橈骨、脛骨・腓骨)、先端部には5本の指をなすたくさんの骨があります。一方、後肢が長く伸びることはヒトの体の大きな特徴の一つで、これが直立二足歩行を可能にしています。このような位置・種特異的な四肢の形作りは、どのように決まっているのでしょうか。
本質的には、体の形を決めるのはゲノムの文字情報と、細胞内外の環境です。現在、完全なゲノム配列が読まれ、四肢形態形成を司る重要な分子もわかっていますが、ゲノムから生き物の形を予測したり、ゲノム配列を編集して好きな生き物の形をデザインしたりといったことはできません。その意味で、体の形の「設計図」としてのゲノムを理解したというには依然至っていません。
この問題のとっかかりとなるのが、異なるゲノムを持つ種は異なる形を作るということと、異なる形作りは異なる細胞挙動の総体としてもたらされるということだと考えます。その上で、細胞環境の操作や細胞挙動の観察が容易であり、マウスやヒトを含む複数種の比較が可能な三次元幹細胞工学は強力なツールになると考えています。
私達は、マウス胚由来の肢細胞や、マウスやヒトの胚性幹細胞から分化させた肢細胞を三次元環境で培養し、四肢の形作りの側面を抽出、操作、比較して研究しています。このような研究が、四肢発生や進化学、四肢形成異常に関する医学的な知見や再生医療に寄与できると期待しています。

略歴

2015年京都大学大学院理学研究科　阿形清和研究室にて学位取得（理学博士）。2015年－2019年 カリフォルニア大学サンディエゴ校Kimberly Cooper研究室にてポスドク研究員．2019年より京都大学ASHBi　永樂元次研究室にて特定研究員を経て、2022年より同特定助教として現在に至る。

論文

How might we build limbs in vitro informed by the modular aspects and tissue-dependency in limb development?
Tsutsumi R, Eiraku M
Front. Cell Dev. Biol., 2023 Volume 11

Maturating Articular Cartilage Can Induce Ectopic Joint-Like Structures in Neonatal Mice
Miura S, Tsutsumi R, Agata K, Endo T
Regenerative Engineering and Translational Medicine 2020 Volume 6, Issue 4, Pages 373-382

Evolutionary loss of foot muscle during development with characteristics of atrophy and no evidence of cell death
Tran MP, Tsutsumi R, Erberich JM, Chen KD, Flores MD, Cooper KL
eLife 2019 8:e50645.

Convergent metatarsal fusion in jerboas and chickens is mediated by similarities and differences in the patterns of osteoblast and osteoclast activities
Gutierrez HL*, Tsutsumi R*, Moore TY, Cooper KL
*Equal contributions
Development and Evolution 2019 Volume 21 Issue 6, Pages320-329.

Changing While Staying the Same: Preservation of Structural Continuity During Limb Evolution by Developmental Integration
Tsutsumi R, Tran MP, Cooper KL.
Integrative and Comparative Biology 2017 Dec Volume 57, Issue 6, Pages 1269-1280